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10nm대의 초미세 나노패터닝 新기술 개발
- 나노 레터스 誌 발표, 대면적 10nm대 나노패턴의 실용화 가능성 열어 -
복잡하고 다양한 10nm대의 고분해능 나노패턴을 대면적에 효율적으로 제작할 수 있는 기술이 국내연구진에 의해 개발되었다.
KAIST 정희태 교수가 주도한 이번 연구결과는 나노분야 세계적인 학술지인 ‘나노 레터스(Nano Letters)’에 온라인으로 최근 (8. 17) 게재되었다.
이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 박찬모)이 시행하는 ‘세계수준의 연구중심대학(WCU) 육성사업’과 ‘중견연구자지원사업 도약연구’의 지원을 받아 수행되었다.
정희태 교수 연구팀은 차세대 반도체, 디스플레이 및 나노전자 소자개발에 핵심기술인 10nm대의 고분해능 패턴을 원하는 모양과 크기로 쉽게 대면적에 제작할 수 있는 기술을 개발하였다.
연구팀은 전압차를 이용하여 아르곤(Ar) 입자를 가속시켜, 원하는 목적층에 물리적 충격을 줌으로써 목적층의 물질을 제거하는 이온충격(ion-bombardment) 공정 중에서 나타나는 2차 스퍼터링 (secondary sputtering)이라는 현상을 적용하였다.
이 현상은 이온충격(ion-bombardment)으로 물리적 식각을 할 때 목적층의 물질이 다양한 각분포로 이탈하여 마스크 패턴의 옆면에 흡착하는 현상을 이용한 것으로서, 선 모양, 컵 모양, 가운데가 비어있는 실린더(Hole-cylinder) 모양, 삼각 터널(triangle tunnel) 등 다양한 모양을 가지며, 최대 종횡비(high-aspect-ratio) 20까지 높이를 간단하게 제어할 수 있다.
이렇게 제작된 패턴은 웨이퍼, 유리기판, 쿼츠(Quartz), 금속판 뿐만 아니라 PET필름과 같은 플렉서블 기판에서도 공정이 가능하기 때문에 범용적으로 사용되어 질 수 있다.
연구팀은 투명한 쿼츠셀 위에 금 선 패턴을 제작하여 ITO기판을 대체할 수 있을 만큼 높은 성능을 갖는 투명전극을 제작하여 태양전지에 응용함으로써 다양한 광학/전기적 나노소자에 응용할 수 있음을 보였다.
동 연구는 기존의 리소그라피기술로 제작된 패턴의 해상도를 능가하는 10nm급 패턴을 제작할 수 있는 신기술로 거의 모든 금속(금, 은, 알루미륨, 크롬)과 무기물(ZnO, ITO, SiO2)에 적용가능하며, 기존의 패터닝 방법과 비교하여 낮은 공정비용과 간단한 실험공정으로 고해상도 패턴을 대면적에 균일하게 제작할 수 있다는 장점이 있다.
정희태 교수는 “10nm급의 고해상도 미세패턴 제작기술은 미래산업 전반에 걸쳐 매우 중요한 기술군으로, 그동안 나노분야에서 극복해야 할 핵심과제였습니다. 본 연구는 이러한 문제점을 비교적 간단한 방법으로 극복하고 향후 태양광 발전, 반도체 및 바이오소자의 효율증대에 적용가능한 기술”이라고 연구의의를 설명하였다.
2010.09.08 조회수 15302 -
김승우교수, 랩탑크기 시스템에서 극자외선 광원생성 성공
우리학교 기계공학과 김승우교수 연구팀은 4일 빛의 광자와 나노 크기의 금속 구조체 내부의 전자와의 상호작용을 통해 나타나는 플라즈몬 공명현상을 이용해 기존의 고출력 증폭기술 없이 결맞음 특성을 가진 극자외선(Extreme Ultraviolet: EUV) 광원을 랩톱컴퓨터 크기의 장치로 만들어내는 획기적인 기술을 개발했다.
Nature지에 발표된 이 기술은 매우 작은 크기의 금속 나노 구조물과 낮은 출력의 소형 극초단 레이저 광원만으로 구현 가능하기 때문에 획기적으로 작은 공간에 랩탑 크기의 장치 구현을 입증하였으며 이는 향후 EUV광원의 다양한 응용을 위한 초석을 놓은 학술적 공헌으로 인정 받았다.
극자외선 영역의 결맞음 특성을 갖는 광원을 얻기 위해서는, 전자를 고에너지로 운동하게 할 수 있는 엄청난 규모의 가속기가 필요하였다. 최근에는 초고속 펄스 레이저와 가스상태의 원자 내부의 전자와의 상호작용을 통해 발생하는 고차 조화파를 이용한 새로운 방법이 가능하였으나 고출력 레이저 증폭 기술을 필요로 하기 때문에 비용과 규모 면에서 제약이 많이 따라 왔다.
극자외선 (Extreme Ultraviolet: EUV) 영역의 레이저 광은 의학과 생명공학에 요구되는 현미경 기술, 그리고 나노 과학에 사용되는 리소그라피 기술 등을 포함한 광범위한 분야의 원천 과학기술 발전을 위해 주목 받고 있는 광원이다.
2008.06.09 조회수 14956